椭圆筒体怎么那么厚(续)
震惊很多朋友被上篇文章的结论震惊了。
朋友面对圆平板厚度没有震惊。对于圆平板来说,比筒体受力差,可以理解和接受,因为平板公式里,承载能力和厚度成平方关系,这是一眼能看见的,好理解。
椭圆筒体的计算比较复杂,不亲自验算,光看公式还真难以发现区别。
不就是扁一点点的圆吗?承载能力能差几十倍?不应该是半斤八两的关系吗?
对啊,不就是大号的流感吗,怎么就把世界弄的天翻地覆呢?
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWj6arjkVaKnO498nfC2ZpoTibricdO6StXYYdny9dWE6Nzc7LmRDtHkBw/640?wx_fmt=jpeg
联想到筒体椭圆度要求,假设椭圆度大一点,是不是刚好合格的筒体就不合格了,直接吃到了材料的安全系数裕量?
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWW8d9wxCB6ocylc3iaTsL2AJOoAOhz5pgtcsxgJJTDnbBRLN6I4Rsbtg/640?wx_fmt=png
所以说,符合规范的公差是很重要的。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWe6AKkBHNUzdFUGicIZuVKrqViaP95foWpWRcOwkrz9RsxuQd4RH6G7NA/640?wx_fmt=png
1:1.28的椭圆筒体,竟然要比1:1的圆筒厚10几倍,太反直觉了!
CAN'T BELIEVE!
结果验证
用0.55MPa生成一下S30408材料的450*350椭圆筒节的计算书,
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuW8XBR9p4FyicIKHVxiaLHFo6QMsNC6Zfl6CE8FqwLcHzuR7ZQHB6EauoA/640?wx_fmt=png
查看一下计算结果,
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWnicr7zMibwRyzHVS7P9GRAyvJicgVyZjWOWFD1v2M0qjLqhlJ9libOyjsQ/640?wx_fmt=png
其中A点的应力值最大,B点的量级和A差不多,C点较低。
为了验证理论解的,加深对于椭圆筒体的受力的直观感受,对这个模型,按照计算书1:1建模。
采用平面单元,建立1/4模型。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWUWvV50tWeYhTUdBWQBhibwcaeFKr4jqkuZh5yN70qldFVm0DYpHOicoA/640?wx_fmt=png
施加内压0.55MPa,施加对称约束:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuW5BzSMneKJs4h9wJnWJPyQfPZcicsOsbowWibMCpuZo5V39qk60ddP4PA/640?wx_fmt=png
结果如下,的确应力值很大。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWUyQF3E4oU7HSEPa9RM6fBJgbPtoZnAZEGnKVGh3NXfWHHjLAkhFx1w/640?wx_fmt=png
观察一下变形:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWeUMp8hfH32ugMby58pwdCtAJ0x9AzJApu4v2oTHefw31g0vqYMPhvg/640?wx_fmt=png
从变化趋势可看到,椭圆筒体的长轴向内凹(受压),短轴向外扩张(受拉),椭圆筒体更圆了。
圆筒的变形是整体往外扩张,筒体截面上基本没有弯曲应力。而椭圆筒体长轴和短轴变形方向完全不一样,受到的最大力就是弯曲应力。
结果比较
在模型上取ABC三点做线性化,对应于理论解的ABC三点。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kU5bQPlmiamX7rkMx3gbWuWcksl5yyXfRGlQYqBdgWqETjUYfK9OyDaum3x5TW0g7E7rxVLGmTZibA/640?wx_fmt=png
将SW6计算的理论解和有限元数值做个比较:
应力种类位置理论解FEA解误差
薄膜应力小圆弧区A点16.316.071.41%
大圆弧区B点12.812.52.34%
大小圆弧 C点14.314.93-4.41%
内壁
弯曲应力小圆弧 A点299301.1-0.70%
大圆弧 B点-269-265.91.15%
大小圆弧 C点49.739.4320.66%
内壁
组合应力小圆弧区A点315314.70.10%
大圆弧区 B点-256-251.91.60%
大小圆弧区C点63.954.0315.45%
外壁
弯曲应力小圆弧区A点-299-301.1-0.70%
大圆弧区B点269265.91.15%
大小圆弧区C点-49.7-39.4320.66%
外壁
组合应力小圆弧区A点-282-287.5-1.95%
大圆弧区B点282279.80.78%
大小圆弧区C点-35.4-26.2625.82%
可以容易看到,ABC点的薄膜应力,A和B点的弯曲应力值,与理论解相比误差很小。
所以,即使用分析方法,也会得到一样的结论:
椭圆筒体真的要很厚。
至此也终于确定:
椭圆筒体和筒体,就像新冠和流感,真是不一样。
往期精彩:椭圆筒体怎么那么厚
碟形封头的秘密
换热器垫片处的槽深要计入管板厚度吗?
抉择-分析法还是压力面积法
中医和等面积补强
{:1106_389:}精彩 这篇文章很有意思! 帮你顶一顶··········· 谢谢楼主分享。
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